NDF (Network Diagnostics Framework) позволяет пользователям диагностировать и устранять неполадки, предоставляя диагностические оценки и информацию о последовательности операций, которая позволит устранить проблему. NDF упрощает и автоматизирует многие из стандартных операций по устранению неполадок и реализации решений для устранения проблем сети.

Теперь Microsoft поставляет NDF в составе Windows 7 наряду с другими новшествами, такими как доступ к утилите устранения неполадок из области уведомлений, апплет «Устранение неполадок компьютера» (Troubleshooting) в панели управления и трассировка сети средствами Event Tracing for Windows (ETW). Все они облегчают просмотр и сбор информации, необходимой для исследования неполадок сети, требующих исправления — автоматически или за счет вмешательства пользователя.

Устранение неполадок с использованием значка сети в области уведомлений

Утилиту устранения неполадок легко запустить, щелкнув правой кнопкой значок сети в области уведомлений рабочего стола Windows 7 и выбрав команду «Диагностика неполадок» (Troubleshoot problems). Откроется окно утилиты «Диагностика сетей Windows» (Windows Network Diagnostics) и запустится диагностика сети.

Поиск неполадок из Панели управления

В Windows 7 не нужно ждать, пока произойдет сбой сети, чтобы выполнить встроенную диагностику. Открыть сеанс поиска неполадок можно в любой момент, открыв служебную программу «Устранение неполадок компьютера» (Troubleshooting) на Панели управления, рис. 1. В данном случае служебная программа обнаружила, что у компьютера нет подключения к Интернету. Об этом говорит сообщение в верхней части страницы, при этом предлагается попытаться подключиться повторно.

Рис. 1 Открытие апплета устранения неполадок компьютера в панели управления.

Если щелкнуть «Сеть и Интернет» (Network and Internet), откроется диалоговое окно, показанное на рис. 2. Там можно выбрать один из семи вариантов исследования сетевых подключений, в том числе устранить неполадки подключения к Интернету, доступа к файлам и папкам на других компьютерах и печати.

Рис. 2 Поиск неполадок сети и подключения к Интернету.

При выборе любого из этих семи вариантов открывается мастер, помогающий выполнить диагностику неполадки и, если возможно, устранить ее автоматически или вручную. Средство диагностики также ведет запись в журнал трассировки событий (Event Tracing Log, ETL). Если неполадку не удается устранить, можно исследовать журнал самостоятельно или переслать его более сведущим людям. Для этого щелкните в диалогом окне поиска неполадок «Просмотр журнала» (View History). На рис.3 показан пример журнала ETL.

Рис. 3 Пример журнала ETL.

Каждая запись в журнале представляет отдельный сеанс поиска неполадок. Двойной щелчок сеанса открывает его журнал (рис. рис.4.

Рис. 4 Пример журнала устранения неполадок.

Чтобы просмотреть детали процедуры поиска неполадок обнаружения, щелкните ссылку «Обнаружение проблемы» (Detection details) - откроется окно, похожее на показанное на рис. 5.

Рис. 5 Типичное окно с подробностями поиска неполадок.

В верхней части диалогового окна отображается имя ETL-файла, в котором хранится информация о сеансе поиска неполадок. Если надо оправить копию в отдел поддержки или в Microsoft для анализа, вы можете сохранить файл, щелкнув его имя, после чего откроется окно загрузки файла.

Просматривать и анализировать ETL-файлы можно средствами Сетевого монитора версии 3.3. Также для этой цели можно задействовать средство «Просмотр событий» и Tracerpt.exe. Можно преобразовать файл в XML или текстовый формат командой netsh trace convert. Подробные результаты сеанса поиска неполадок можно получить в виде CAB-файла, для чего нужно щелкнуть правой кнопкой сеанс в окне «Журнал устранения неполадок» (Troubleshooting History) и выбрать Сохранить как (Save As). Как и ETL-файлы, CAB-файл можно отправить в отдел поддержки для анализа.

Трассировка сети средствами Netsh.exe

Windows 7 включает новый контекст утилиты Netsh.exe - netsh trace, служащий для трассировки сети. Команды в этом контексте позволяют выборочно включать трассировку провайдеров или сценариев. Провайдер - это отдельный компонент в стеке сетевых протокол, такой как Winsock, TCP/IP, службы беспроводной локальной сети или NDIS. Сценарий трассировки - это набор провайдеров, реализующих одну функциональность, например совместный доступ к файлам или беспроводную локальную сеть. Чтобы избавиться от несущественных подробностей и уменьшить размер ETL-файла, можно применять фильтры.

Как правило, для выполнения детального анализа неполадок сети нужно предоставлять сотрудникам отдела поддержки или службе поддержки клиентов Microsoft как информацию о трассировки компонента, так и запись сетевого трафика во время проявления неполадки. До Windows 7 для получения этих данных приходилось выполнять две различных процедуры: использовать команды Netsh.exe для включения и отключения трассировке и задействовать сетевой анализатор, такой как Сетевой монитор, для записи сетевого трафика. После этого предстояло решить нелегкую задачу синхронизации информации из этих двух источников, чтобы определить, как сетевой трафик соотносится с событиями в журналах трассировки.

В Windows 7 при выполнении трассировки сети в контексте netsh trace ETL-файлы могут последовательно содержать информацию и сетевого трафика, и трассировки компонента. Полученные ETL-файлы можно изучать средствами Сетевого монитора версии 3.3, который предоставляет намного более эффективный интерфейс анализа и исследования сетевых неполадок (рис. На рис. 6 показан пример файла ETL, который просматривается в Network Monitor 3.3.

Рис. 6 Использование сетевого монитора версии 3.3 для просмотра сетевого трафика, сохраненного в ETL-файле.

Эта новая возможность позволяет не требовать от конечных пользователей или сотрудников отдела поддержки для записи сетевого трафика устанавливать и использовать Сетевой монитор на компьютере, где наблюдаются неполадки. Имейте в виду, что по умолчанию ETL-файлы, созданные в сеансах диагностики неполадок апплета «Устранение неполадок компьютера» (Troubleshooting) не содержат данных сетевого трафика.

Для последовательной регистрации данных трассировки и сетевого трафика многих компонентов сетевого стека (таких как Winsock, DNS, TCP, NDIS, WFP и т. п.) в Windows используется корреляция на основе идентификатора транзакции, которая называется группировкой и используется для сбора и записи трассировки и трафика в ETL-файле. Группировка в ETL-файлах позволяет исследовать всю транзакцию как единую последовательность взаимосвязанных событий.

Подробнее о командах Netsh.exe для трассировки см. врезку «Запуск и остановка трассировки в Netsh.exe».

При использовании Netsh.exe в Windows 7 могут создаваться два файла. ETL-файл содержит события трассировки компонентов Windows и, если требуется, сетевого трафика. По умолчанию ETL-файл называется Nettrace.etl и размещается в папке %TEMP%\\NetTraces. Можно задать другое имя и место, задав параметр tracefile=. Необязательный CAB-файл может содержать файлы нескольких типов, в том числе текстовые файлы, файлы реестра Windows, XML и другие - они содержат дополнительную информацию для поиска неполадок. CAB-файл также включает копию ETL-файла. По умолчанию CAB-файл называется Nettrace.cab и размещается в папке %TEMP%\NetTraces.

Трассировку средствами Netsh.exe можно совмещать с диагностированием с помощью апплета «Устранение неполадок компьютера» панели управления. Сначала выполните соответствующую команду Netsh.exe, чтобы запустить трассировку сценария, например: netsh trace scenario=internetclient report=yes. В апплете «Устранение неполадок компьютера» запустите сеанс устранения неполадок подключения к Интернету. По завершении сеанса выполните команду netsh trace stop. Теперь при просмотре журнала сеанса устранения неполадок будет доступен CAB-файл.
Боковая панель: Запуск и остановка трассировки в Netsh.exe

Чтобы запустить трассировку сети в Netsh.exe, прежде всего надо открыть окно командной строки с дополнительными правами. Чтобы получить список провайдеров трассировки, выполните команду netsh trace show providers. Получить список сценариев, можно командой netsh trace show scenarios. Чтобы получить список провайдеров в сценарии, выполните netsh trace show scenario ScenarioName.

Можно запустить трассировку одного или нескольких провайдеров или сценариев. Например, трассировка сценария InternetClient запускается командой netsh trace start scenario=internetclient. Чтобы запустить трассировку нескольких сценариев, надо последовательно их задать:netsh trace start scenario=FileSharing scenario=DirectAccess.

Чтобы создать CAB-файл с форматированным отчетом, добавьте параметр report=yes. Для задания имени и местоположения ETL- и CAB-файлов служит параметр tracefile=parameter. Если в ETL файле нужно записать еще и сетевой трафик, добавьте параметр capture=yes.

Вот пример команды, которая запустит трассировку сценария WLAN, создаст CAB-файл с форматированным отчетом, запишет сетевой трафик и сохранит файлы под именем WLANTest в папке C:\\Tshoot: netsh trace start scenario=WLAN capture=yes report=yes tracefile=c:\tshoot\WLANtest.etl.

Чтобы остановить трассировку, используйте команду netsh trace stop command.

Боковая панель: Использование сетевого монитора версии 3.3 для просмотра ETL-файлов

Чтобы Сетевой монитор версии 3.3 смог полностью отображать ETL-файлы, сгенерированные в Windows 7, нужно сконфигурировать полные анализаторы Windows. По умолчанию Сетевой монитор версии 3.3 использует стандартные анализаторы Windows. Чтобы конфигурировать полные анализаторы Windows, выберите Tools/Options/Parsers. В списке анализаторов выберите Windows/Stubs, чтобы отключить стандартные анализаторы и включить полные анализаторы, далее щелкните OK.

Джозеф Дейвис (Joseph Davies) - ведущий технический писатель в группе команды технических писателей по теме сетей Windows в Microsoft. Он является автором и соавтором нескольких книг, опубликованных в издательстве Microsoft Press, в числе которых «Windows Server 2008 Networking and Network Access Protection (NAP)», «Understanding IPv6, Second Edition» и «Windows Server 2008 TCP/IP Protocols and Services».

Сети на базе TCP/IP содержат большое количество удобных утилит и команд, позволяющих наблюдать за статусом сети и диагностировать возникающие проблемы (табл. 7.1).

Утилита pingявляется одним из основных диагностических средств в сетях TCP/IP и входит в поставку всех современных сетевых операционных систем. Функциональность ping также реализована в некоторых встроенных ОС маршрутизаторов, доступ к результатам выполнения ping для таких устройств по протоколу SNMP определяется RFC 2925 (Definitions of Managed Objects for Remote Ping, Traceroute, and Lookup Operations).

Так как программа использует ICMP и создает raw-пакеты, для ее выполнения в unix-системах необходимы права суперпользователя. Чтобы обычные пользователи могли использовать ping, на /bin/ping ставят SUID бит в права доступа (chmod4755 /bin/pingи попросить выполнить эту команду администратора). Пример запуска утилиты ping:

Пример. Запуск ping.

%ping -c 3 fpm2.ami.nstu.ru

PING fpm2.ami.nstu.ru (217.71.130.131): 56 data bytes

64 bytes from 217.71.130.131: icmp_seq=0 ttl=57 time=5.458 ms

64 bytes from 217.71.130.131: icmp_seq=1 ttl=57 time=3.088 ms

64 bytes from 217.71.130.131: icmp_seq=2 ttl=57 time=1.927 ms

Fpm2.ami.nstu.ru ping statistics ---

3 packets transmitted, 3 packets received, 0.0% packet loss

round-trip min/avg/max/stddev = 1.927/3.491/5.458/1.469 ms

Таблица 7.1

Утилита tracerouteпредназначена для определения маршрутов следования данных в сетях TCP/IP. Она выполняет отправку данных указанному узлу сети, при этом отображая сведения о всех промежуточных маршрутизаторах, через которые прошли данные на пути к целевому узлу. В случае проблем при доставке данных до какого-либо узла программа позволяет определить, на каком именно участке сети возникли неполадки.

tracerouteвходит в поставку большинства современных сетевых операционных систем. В системах Microsoft Windows эта программа носит названиеtracert , а в системах GNU/Linux –traceroute .

Для определения промежуточных маршрутизаторов tracerouteотправляет серию пакетов целевому узлу, при этом каждый раз увеличивая на 1 значение поля TTL («время жизни»). Это поле обычно указывает максимальное количество маршрутизаторов, которое может быть пройдено пакетом. Первый пакет отправляется с TTL, равным 1, и поэтому первый же маршрутизатор возвращает обратно сообщение ICMP, указывающее на невозможность доставки данных.Tracerouteфиксирует адрес маршрутизатора, а также время между отправкой пакета и получением ответа (эти сведения выводятся на монитор компьютера). Затемtracerouteповторяет отправку пакета, но уже с TTL, равным 2, что позволяет первому маршрутизатору пропустить пакет дальше.

Процесс повторяется до тех пор, пока при определенном значении TTL пакет не достигнет целевого узла. При получении ответа от этого узла процесс трассировки считается завершенным.

На оконечном хосте IP-дейтаграмма с TTL = 1 не отбрасывается и не вызывает ICMP-сообщения типа срок истек , а должна быть отдана приложению. Достижение пункта назначения определяется следующим образом: отсылаемыеtracerouteдейтаграммы содержат UDP-пакет с таким номером UDP-порта адресата (превышающим 30000), что он заведомо не используется на адресуемом хосте. В пункте назначения UDP-модуль, получая подобные дейтаграммы, возвращает ICMP-сообщения об ошибке «порт недоступен». Таким образом, чтобы узнать о завершении работы, программеtracerouteдостаточно обнаружить, что поступило ICMP-сообщение об ошибке этого типа.

Примерв Windows:

C:\Documents and Settings\dnl>tracert fpm2.ami.nstu.ru

Пример.Результат выполнения командыtracert

Трассировка маршрута к fpm2.ami.nstu.ru

с максимальным числом прыжков 30:

1 2 ms 1 ms 1 ms ifgate.interface.nsk.su

2 2 ms 1 ms 2 ms cisco.n-sk.ru

3 1 ms 1 ms 1 ms router.n-sk.ru

4 2 ms 1 ms 1 ms nsk-ix.n-sk.ru

5 2 ms 1 ms 1 ms c7120.nstu.ru

6 2 ms 2 ms 1 ms ix-i.nstu.ru

7 2 ms 3 ms 1 ms ami.nstu.ru

8 2 ms 3 ms 1 ms fpm2.ami.nstu.ru

Трассировка завершена.

Запуск программы производится из командной строки. Для этого вы должны войти в нее (Пуск – Выполнить – В графе «Открыть» пишется «cmd», нажимается ОK). В открывшемся окне пишем:

tracert fpm2.ami.nstu.ru

где tracert – обращение к программе, а fpm2.ami.nstu.ru– символьное имя (DNS-имя) или IPv4 адрес.

Примерв Linux:

В Unix/Linux системах существуют режимы, в которых запуск программы возможен только от имени суперпользователя root(администратора). К числу этих режимов относится важный режим трассировки с помощьюICMP (ключ -I).

Во всех остальных случаях (и в том числе в режиме, который используется по умолчанию) traceroute может работать от имени обычного рядового пользователя (на серверахfpm2 иSaturnключ-Iиспользовать запрещено, поэтому информация, выводимая на экран, будет неполной).

Пример. Результат выполнения командыtraceroute

%traceroute -I saturn.ami.nstu.ru

traceroute to saturn.ami.nstu.ru (217.71.130.153), 64 hops max, 60 byte packets

1 ifgate (195.62.2.1) 1.262 ms 1.258 ms 1.138 ms

2 cisco.n-sk.ru (195.62.0.93) 2.798 ms 1.629 ms 1.903 ms

3 router.n-sk.ru (195.62.1.49) 1.232 ms 1.175 ms 1.170 ms

4 nsk-ix.n-sk.ru (195.62.1.80) 1.567 ms 1.446 ms 1.579 ms

5 c7120.nstu.ru (217.71.128.237) 1.771 ms 1.659 ms 1.582 ms

6 ix-i.nstu.ru (217.71.128.70) 2.040 ms 1.593 ms 1.753 ms

7 ami.nstu.ru (217.71.131.2) 2.996 ms 2.718 ms 1.612 ms

8 saturn.ami.nstu.ru (217.71.130.153) 4.268 ms 3.108 ms 2.051 ms

Замечание. Утилитаtracerouteиспользуется в том числе и в познавательных целях, например, чтобы определить, почему внутри одного города между провайдерами так долго проходят пакеты. Оказалось, пакеты передавались не через внутреннюю точку обмена трафиком, а через город на другом континенте. В отчете по лабораторной работе желательно привести подобный случай для Новосибирска.

Утилиту ifconfig мы будем использовать не для конфигурирования сетевых интерфейсов, а в познавательных целях для получения информации о состоянии активных сетевых интерфейсов. Для этого, находясь на определенном хосте, выполняем утилиту ifconfig без параметров (опций) и анализируем полученные результаты.

Утилита netstat служит для определения состояния сетевых структур данных. Вы можете посмотреть таблицы маршрутизатора на вашей машине, детальную информацию о различных используемых протоколах и т. д. C опцией -i эта команда выдает информацию о сетевых интерфейсах на вашей машине.

Примериспользования команды netstat (для операционной системыSunOC):

name MTU Net/Dest Address Ipkts Ierrs Opkts Oerrs Collis Queue

le0 1500 solar sun 7442667 27558 736826 33 125361 0

lo0 536 loopback localhost 1283 0 1283 0 0 0 ,

где name – имя сетевого интерфейса;

lo0 – циклический (loopback) интерфейс (или «заглушка»), используемый для проверки сетевых протоколов;

MTU – (Maximum Transmition Unit) размер в байтах максимального пакета данных, поддерживаемого данным интерфейсом. Для Ethernet MTU=1500, для FDDI – 4428, для lo0 – 536;

Net/Dest – назначение сети. Это имя, значение которого можно получить по номеру сети (Network Number), может быть установлено в файле /etc/networks;

Address – имя машины (опция -n позволяет вывести также IP-адрес);

Ipkts/Ierrs – число пришедших пакетов и число ошибок;

Opkts/Oerrs – то же самое для исходящих пакетов;

Collis – число произошедших коллизий. Величина, называемая коэффициентом коллизий (collision rate), вычисляется как (Collis/Opkts)*100. Хорошим считается коэффициент 0…2 %, при 3…5 % можно начинать беспокоиться, если же он больше 5 %, дела совсем плохи;

Queue – число пакетов, ожидающих прохождения через интерфейс. В большинстве случаев таких пакетов нет.

Пример использования утилиты netstat дляLinux:

Bash-3.2$ netstat -i

Kernel Interface table

Iface MTU Met RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg

eth0 1500 0 173351491 0 0 0 156580779 0 0 0 BMRU

eth1 1500 0 183024 0 0 0 247635 0 0 0 BMRU

lo 16436 0 547246 0 0 0 547246 0 0 0 LRU

Под диагностикой принято понимать измерение характеристик и мониторинг показателей работы сети в процессе ее эксплуатации, без остановки работы пользователей.

Диагностикой сети является, в частности, измерение числа ошибок передачи данных, степени загрузки (утилизации) ее ресурсов или времени реакции прикладного ПО.

Тестирование - это процесс активного воздействия на сеть с целью проверки ее работоспособности и определения потенциальных возможностей по передаче сетевого трафика. Как правило, оно проводится с целью проверить состояние кабельной системы (соответствие качества требованиям стандартов), выяснить максимальную пропускную способность или оценить время реакции прикладного ПО при изменении параметров настройки сетевого оборудования или физической сетевой конфигурации.

Поиск неисправностей в сети аппаратными средствами.

Условно, оборудование для диагностики, поиска неисправностей и сертификации кабельных систем можно поделить на четыре основные группы:

1. Приборы для сертификации кабельных систем, произодящие все необходимые тесты для сертификации кабельных сетей, включая определение затухания, отношения сигнал-шум, импеданса, емкости и активного сопротивления.

2. Сетевые анализаторы – это эталонные измерительные инструменты для диагностики и сертификации кабелей и кабельных систем. Сетевые анализаторы содержат высокоточный частотный генератор и узкополосный приемник. Передавая сигналы различных частот в передающую пару и измеряя сигнал в приемной паре, можно измерить затухание в линии и ее характеристики.

3. Кабельные сканеры позволяют определить длину кабеля, затухание, импеданс, схему разводки, уровень электрических шумов и оценить полученные результаты. Для определения местоположения неисправности кабельной системы (обрыва, короткого замыкания и т.д.) используется метод «кабельного радара», или Time Domain Reflectometry (TDR). Суть эго метода состоит в том, что сканер излучает в кабель короткий электрический импульс и измеряет время задержки до прихода отраженного сигнала. По полярности отраженного импульса определяется характер повреждения кабеля (короткое замыкание или обрыв). В правильно установленном и подключенном кабеле отраженный импульс отсутствует.

4. Тестеры (омметры) – наиболее простые и дешевые приборы для диагностики кабеля. Они позволяют определить непрерывность кабеля, однако, в отличие от кабельных сканеров, не обозначают, где произошел сбой. Проверка целостности линий связи выполняется путем последовательной «прозвонки» витых пар с помощью омметра.

Подключение персонального компьютера к локальной сети

Первое, что нужно сделать – это убедиться в работоспособности сетевой карты компьютера/ноутбука и наличии установленных драйверов. Еще одна немаловажная деталь, необходимая для локальной сети – это свитч (коммутатор) и сам сетевой кабель. Вместо коммутатора можно использовать Wi-Fi роутер. Но количество портов будет ограничено, зато в качестве бонуса будет доступ к сети интернет.

Подключение к локальной сети происходит в следующей последовательности.

Сетевой кабель присоединаятся к коммутатору и сетевой карте компьютера. Далее включается компьютер и свитч. ОС загрузится, примерно за это же время свитч-роутер мигнет лампочками, и можно приступать к настройкам сетевых параметров: надо перейти в «Панель управления» – «Просмотр состояния сети и задач» – «Изменение параметров адаптера» – «ПКМ» – «Свойства» – «Настроить IP-адрес компьютера» – «Протокол Интернета версии 4» – «Свойства». Ввести IP-адрес в формате «192.168.YYY.ХХХ». Нажать на маску сети один раз, она установится автоматически. Необходимо учесть, что последние два блока чисел и маска сети должны совпадать с адресами той сети, к которой настраивается подключение. Например, если сеть «192.168.1.ХХХ», то «1» - это номер подсети, а «ХХХ» - любое число от 1 до 254. После настройки нужно нажать «ОК».

Далее нужно установить рабочую группу, это необходимо для отображения компьютера в соответствующей группе. В офисе, например, в группе «Бухгалтерия» будут рабочие машины только из отдела «Бухгалтерия». Далее надо зайти в свойства «Мой компьютер» – «Изменить параметры». В свойствах системы нажать «Изменить», для присоединения компьютера к рабочей группе. Ввести имя компьютера и рабочую группу. Нажать «ОК» и перезагрузить ПК для вступления изменений в силу.

Еще один вариант подключения – беспроводной. Этот способ пригоден только при наличии Wi-Fi роутера. Для этого понадобятся Wi-Fi адаптер (для установки внутрь или USB-порта) и Wi-Fi роутер. Нужно подключить адаптер. Система автоматически распознает его, установит для него драйверы или попросит вставить диск с драйверами. В системном лотке рядом с часами отобразится значок беспроводной сети. Далее надо нажать на него, появится список доступных для подключения сетей, в котором нужно найти свою и подключиться. В этом случае достаточно только установить домашнюю группу, IP-адрес будет присвоен автоматически. В ноутбуке уже встроены сетевая карта и Wi-Fi адаптер.

Подключение персонального компьютера к сети интернет

Для подключения компьютера к ПК необходимо проделать следующее: «Пуск» – «Панель управления» – «Сеть и Интернет» – «Центр управления сетями и общим доступом» – «Изменение параметров адаптера» – «Сетевые подключения» – «Подключение по локальной сети» – «ПКМ» – «Свойства» – «Сеть» – «Протокол Интернета версии 4 (ТСР/IPv4)» – «Свойства». В последующем окне нужно поставить отметки напротив функций «Получить IP-адрес автоматически» и «Получить адрес DNS-сервера автоматически».

Подключая компьютер к беспроводной сети Wi-Fi, нужно произвести следующие действия: перейти в «Центр управления сетями и общим доступом» – «Подключение к сети». Справа всплывет окно, в котором показаны настройки подключения к сети. Нужно убедиться, не активен ли режим «в самолете» – он должен быть выключен. Ниже будет предоставлен список доступных подключений. Нужно выбрать сеть и подключиться. Можно также поставить отметку напротив строки «Подключаться автоматически» – компьютер будет сам подключаться к этой сети, если она доступна. Обычно при проверке требований сети требуется ввести пароль, но иногда бывает и бесплатный Wi-Fi.

Изучение АСУ предприятия

Автоматизированная система управления (сокращённо АСУ) – комплекс аппаратных и программных средств, а также персонала, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т.п. Термин «автоматизированная», в отличие от термина «автоматическая», подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации. АСУ с системой поддержки принятия решений (СППР) являются основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.

Важнейшая задача АСУ – повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления. Различают автоматизированные системы управления объектами (технологическими процессами – АСУТП, предприятием – АСУП, отраслью – ОАСУ) и функциональные автоматизированные системы, например, проектирование плановых расчётов, материально-технического снабжения и т.д.

В общем случае, систему управления можно рассматривать в виде совокупности взаимосвязанных управленческих процессов и объектов. Обобщенной целью автоматизации управления является повышение эффективности использования потенциальных возможностей объекта управления. Таким образом, можно выделить ряд целей:

­ предоставление лицу, принимающему решение (ЛПР), релевантных данных для принятия решений;

­ ускорение выполнения отдельных операций по сбору и обработке данных;

­ снижение количества решений, которые должно принимать ЛПР;

­ повышение уровня контроля и исполнительской дисциплины;

­ повышение оперативности управления;

­ снижение затрат ЛПР на выполнение вспомогательных процессов;

­ повышение степени обоснованности принимаемых решений.

В состав АСУ входят следующие виды обеспечений: информационное, программное, техническое, организационное, метрологическое, правовое и лингвистическое.

Основными классификационными признаками, определяющими вид АСУ, являются:

­ сфера функционирования объекта управления (промышленность, строительство, транспорт, сельское хозяйство, непромышленная сфера и т. д.);

­ вид управляемого процесса (технологический, организационный, экономический и т. д.);

­ уровень в системе государственного управления.

Функции АС устанавливают в техническом задании на создание конкретной АСУ на основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их достижения, ожидаемого эффекта от автоматизации и в соответствии со стандартами, распространяющимися на данный вид АСУ. Каждая функция АСУ реализуется совокупностью комплексов задач, отдельных задач и операций. Функции АСУ в общем случае включают в себя следующие элементы (действия):

­ планирование и (или) прогнозирование;

­ учет, контроль, анализ;

­ координацию и (или) регулирование.

Необходимый состав элементов выбирают в зависимости от вида конкретной АСУ. Функции АСУ можно объединять в подсистемы по функциональному и другим признакам.

Данная статья специально для тех, кто понимает, что такое IP-адрес, DNS и основной шлюз сети, а также знаком с терминами провайдер, сетевая карта и т.д. Обзор этих терминов, возможно, будет опубликован отдельно.

Поскольку статья написана для большой аудитории от простого пользователя Windows до начинающего администратора UNIX или пользователя MacOS, я решил выделить 2 части. В первой части статьи я расскажу о методах обнаружения и устранения сетевых ошибок средствами операционной системы Windows, во второй части – средствами UNIX-подобных ОС, таких, как Linux, FreeBSD, MacOS. И так, у Вас не работает Интернет, в отличии от Ваших коллег, соседей, жены, которые работают через один и тот же роутер/сервер и т.д. Что делать?

Диагностика и устранение ошибок сети штатными средствами ОС Windows

Для начала нам потребуется рабочий инструмент. Повторюсь, никаких сторонних программ устанавливать мы не будем, используем только то, что есть в составе ОС. Итак, запускаем Командную строку. Для тех, кто не знает, это черное окошко с белыми буковками. Находится она в меню Пуск->Все программы->Стандартные-> Командная строка. Быстро вызвать ее также можно через поиск в Windows7/Windows8 по фразе cmd или Пуск->Выполнить->cmd в WindowsXP.

Мигающий курсор говорит нам о том, что программа готова к вводу команд. Все эти команды мы будем вбивать не обращая внимания на то, что написано до этого курсора.

Шаг 1: проверяем состояние оборудования, наличия подключения(кабеля)

За все это отвечает команда ipconfig. Набираем ipconfig /all и нажимаем Enter. Таким же образом мы будем набирать и остальные команды. Обращаю внимание, что сама команда ipconfig запускается с параметром all, который обязательно отделяется пробелом и знаком косой черты /. Отреагировав на команду ipconfig, система нам вывела несколько экранов информации, в которые нам предстоит вникнуть, чтобы правильно диагностировать и устранить проблему сети.

Как видно на скриншоте, для каждого сетевого адаптера система вернула настройки. Если у Вас выведена только фраза Настройка протокола IP для Windows , значит в системе вообще не обнаружены сетевые адаптеры: здесь возможны варианты выхода из строя оборудования, отсутствия драйверов или аппаратное выключение, например кнопка на ноутбуке, которая выключает беспроводные сети.

Поскольку у меня ноутбук, были обнаружено несколько доступных сетевых адаптеров. Особо я выделю

Если у Вас, как, например, в моем случае, применимо к выделенной проводной сети в строке Состояние среды значится фраза Среда передачи недоступна значит налицо неподключенный или испорченный кабель/розетка/порт коммутатора и т.п. В случае наличия физического подключения, как например у меня в Wi-Fi сети, будут выведены основные настройки (мы рассмотрим только некоторые из них):

• Описание : здесь, как правило, указывается сетевой адаптер, определенный системой (виртуальные адаптеры, типа Microsoft Virtual и т.п. не имеет смысла рассматривать вообще, нам нужны только физические);
• DHCP включен : важный параметр, который указывает, как был получен адрес: автоматически через DHCP(будет значение Да ) или установлен вручную(будет значение Нет );
• IPv4-адрес : IP-адрес в TCP/IP сети – один из трех самых важных параметров, который понадобится нам в дальнейшем;
• Маска подсети : Еще один важный параметр;
• Основной шлюз : 3-й важный параметр – адрес маршрутизатора/шлюза провайдера, как правило совпадает с DHCP-сервером, если настройки получены автоматически;
• DNS-серверы : адреса серверов, которые преобразуют имена хостов в IP-адреса.

Шаг2: проверяем правильность IP-адреса

В случае, если у Вас настройки получаются автоматически (опция DHCP включен - Да), но не заполнен параметр Основной шлюз и DNS-серверы , служба DHCP не работает на роутере или сервере. В этом случае нужно убедиться, что роутер включен (возможно попробовать его перезагрузить), в случае сервера, что служба DHCP работает и назначает адреса.

После перезагрузки роутера, необходимо, обновить настройки. Для этого можно перезагрузить компьютер или просто выполнить 2 команды:

• ipconfig /release – для сброса всех автоматических настроек
• ipconfig /renew – чтобы получить автоматические настройки

В результате обеих команд мы получим вывод, аналогичный выводу команде ipconfig /all. Наша задача добиться того, чтобы были заполнены IPv4-адрес, Маска подсети, Основной шлюз, DNS-серверы. Если настройки назначаются вручную – проверяем, чтобы были заполнены IPv4-адрес, Маска подсети, Основной шлюз, DNS-серверы. В случае домашнего интернета эти настройки могут быть указаны в договоре с провайдером.

Шаг 3: проверяем доступность своего оборудования и оборудования провайдера

После того, как все настройки получены, необходимо проверить работоспособность оборудования. К слову сказать, вся сеть представляет собой цепочку шлюзов. Первый из них и есть тот Основной шлюз , который выдала нам команда ipconfig, следующий – шлюз, являющийся основным для провайдера и так далее до достижения нужного узла в сети Интернет.

И так, для проверки сетевых устройств в Windows служит команда ping и для того, чтобы правильно диагностировать проблему в работе сети необходимо выполнить пинг для следующих адресов в последовательности:

1. Свой компьютер (IPv4-адрес). Наличие отклика свидетельствует о работоспособности сетевой карты;
2. Роутер или сервер, выполняющий роль Интернет-шлюза (Основной шлюз). Наличие отклика свидетельствует о правильной настройки компьютера для работы в локальной сети и доступности шлюза, отсутствие отклика свидетельствует либо о неверных настройках, либо о неработающем роутере/сервере.
3. Ваш IP у провайдера (обычно указан в договоре с провайдером – настройки, IP-адрес). Наличие отклика свидетельствует о правильной настройки Вашего компьютера, роутера/сервера, отсутствие отклика – либо о неверной настройки роутера, либо о недоступном шлюзе провайдера/ неполадках на стороне провайдера.
4. DNS (DNS-серверы). Наличие отклика свидетельствует о корректной работе сетевого протокола – если в этом случае не работает Интернет, скорее всего дело в самой операционной системе, вирусном заражении, программных блокировках, как со стороны провайдера, так и самого компьютера/шлюза.
5. IP-адрес любого рабочего хоста в сети, например я использую DNS-сервер Google – 8.8.8.8. Отклик свидетельствует о правильной работе сетевого оборудования как с Вашей стороны, так и со стороны провайдера. Отсутствие отклика свидетельствует об ошибках, которые дополнительно диагностируются трассировкой.
6. URL любого сайта, например yandex.ru. Отсутствие отклика может свидетельствовать о неработающей службе распознавания адресов, если не удалось преобразовать url в IP-адрес. Это проблема скорее всего службы DNS-клиент, которая отключена в Windows на Вашем ПК, либо работает не правильно.

Для рассматриваемого примера будут выполнены следующие команды.

При положительном тесте будет выведено количество отправленных и полученных пакетов, а также время прохождения пакета до узла сети.

Характерные ошибки выглядят подобным образом.

Шаг 4: Тестирование трассировкой

Также общую картину можно получить, если воспользоваться трассировкой. Суть теста в том, что пакет проходит по всем шлюзам от тестируемого компьютера до узла сети. В качестве узла сети может быть шлюз провайдера, какой-либо сервер или просто url сайта.

Для запуска необходимо применить команду tracert. В примере, я буду тестировать сайт yandex.ru:

На первом шаге хост преобразуется в IP-адрес, что свидетельствует о правильной работе DNS-служб и верной настройке сети. Далее по порядку пакет проходит по всем шлюзам сети до назначения:

• 1-Основной шлюз
• 2,3-Шлюзы провайдера (может быть 1 или несколько)
• 4,6-Промежуточный шлюзы
• 5-Один из шлюзов не доступен
• 7-Нужный нам сайт yandex.ru

Диагностика неисправности сети в этом тесте помогает определить на каком именно узле имеется неисправность. Так, например, если пакет не уходит дальше 1-й строки (Основной шлюз), значит существует проблема с роутером или ограничения на стороне провайдера. 2-я строка – проблема на стороне провайдера и т.д.

Шаг 5: Тестирование отдельных протоколов

При успешном прохождении всех вышеперечисленных тестов можно утверждать о правильной настройке сети и работе провайдера. Однако и в этом случае могут некорректно работать некоторые клиентские программы, например электронная почта или браузер.

Связано это может быть как с проблемами на самом компьютере (например, вирусное заражение или неправильные настройки программы или вовсе ее неработоспособность), так и с ограничительными мерами, применяемыми провайдером (блокирование 25-го порта для отправки почты).

Для диагностики этих проблем применяется программа telnet. По умолчанию в ОС Windows 7 и выше, данный компонент не установлен. Для установки необходимо перейти в Пуск-Панель-Управления->Программы(Программы и компоненты, Установка и удаление программ в зависимости от версии ОС), перейти в Включение и отключение компонентов Windows (для этого требуются права администратора) и установив галочку напротив Клиент Telnet нажать OK.

Теперь мы можем приступать к тестированию сетевых портов. Для примера, проверим работоспособность почтового протокола.

У меня есть корпоративный почтовый ящик, который располагается на хостинге RU-CENTER. Адрес сервера: mail.nic.ru, сообщения перестали поступать по протоколу POP3, стало быть порт 110 (адрес сервера и номер порта я взял из настроек Outlook). Таким образом для того, чтобы проверить, имеет ли мой компьютер доступ к серверу mail.nic.ru по порту 110 в командной строке я запишу:

telnet mail.nic.ru 110

Далее сервер выдал мне статус моего обращения +ОК , что свидетельствует о корректной работе как сети в целом, так и почтовой службы в частности и в неработающей почте скорее всего виноват почтовый клиент.

Убедившись в этом, я набираю команду quit, на что сервер снова ответил мне +ОК и тем самым завершил сеанс работы команды telnet.

Таким образом, с помощью штатных средств операционной системы Windows мы можем диагностировать и устранить проблему сети. В следующей части статьи, я расскажу о штатных средствах диагностики в UNIX-подобных ОС, таких, как Linux, FreeBSD и MacOS.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

• ВВЕДЕНИЕ 3
• 1 Диагностика локальных сетей 5
• 1.1 Актуальность создания и использования средств и систем 5
• 1.2 Инструменты диагностики 14
• 2 Техническое и информационное обеспечение технологий и средств диагностики 19
• 2.1.1 Сетевые анализаторы 19
• 2.2.2 Кабельные сканеры 19
• 2.2.3 Тестеры кабельных систем 20
• 2.3 Анализаторы протоколов 28
• 2.4 Общая характеристика протоколов мониторинга 32
• 2.4.1 Протокол SNMP 32
• 2.3.2 Агенты RMON 35
• 2.5 Обзор популярных системы управления сетями 41
• 3 Организация диагностики компьютерной сети 46
• 3.1 Документирование сети 49
• 3.2 Методика упреждающей диагностики 57
• 3.2 Организация процесса диагностики 58
• 4 Экономическая часть 79
• 4.1 Расчет капитальных затрат на создание технико-программного обеспечения 79
• 4.1.1 Расчёт затрат на оборудование 80
• 4.1.2 Расчёт затрат на создание ТПО 81
• 4.2 Расчет годовой экономии от автоматизации управленческой 86
• деятельности 86
• 4.2.1 Расчет годовой экономии 86
• 4.2.2 Расчет себестоимости выполнения управленческих операций в ручном варианте 87
• 4.2.3 Расчет себестоимости выполнения управленческих операций в автоматизированном варианте 89
• 4.3 Расчет годового экономического эффекта применительно к 94
• источнику получения экономии 94
• 4.4 Расчет коэффициента экономической эффективности и срока окупаемости капиталовложений 94
• 5 Охрана труда 96
• 5.1 Обеспечение электробезопасности 96
• 5.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов 99
• 5.3 Требования к организации рабочего места и режима труда. 101
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104
• Список ссылок 106

ВВЕДЕНИЕ

Информационная инфраструктура современного предприятия представляет собой сложнейший конгломерат разномасштабных и разнородных сетей и систем. Чтобы обеспечить их слаженную и эффективную работу, необходима управляющая платформа корпоративного масштаба с интегрированными инструментальными средствами. Однако до недавнего времени сама структура индустрии сетевого управления препятствовала созданию таких систем - «игроки» этого рынка стремились к лидерству, выпуская продукты ограниченной области действия, использующие средства и технологии, не совместимые с системами других поставщиков.

Сегодня ситуация меняется к лучшему - появляются продукты, претендующие на универсальность управления всем разнообразием корпоративных информационных ресурсов, от настольных систем до мэйнфреймов и от локальных сетей до ресурсов Сети. Одновременно приходит осознание того, что управляющие приложения должны быть открыты для решений всех поставщиков .

Актуальность данной работы обусловлена тем, что в связи с распространением персональных компьютеров и созданием на их основе автоматизированных рабочих мест (АРМ) возросло значение локальных вычислительных сетей (ЛВС), диагностика которых, является объектом нашего исследования. Предметом исследования являются основные методы организации и проведения диагностики современных компьютерных сетей.

"Диагностика локальной сети" - процесс (непрерывного) анализа состояния информационной сети. При возникновении неисправности сетевых устройств фиксируется факт неисправности, определяется ее место и вид. Сообщение о неисправности передается, устройство отключается и заменяется резервным.

Сетевой администратор, на которого чаще всего ложатся функции по проведению диагностики, должен начинать изучать особенности своей сети уже на фазе ее формирования т.е. знать схему сети и подробное описание конфигурации программного обеспечения с указанием всех параметров и интерфейсов. Для оформления и хранения этой информации подойдут специальные системы документирования сети. Используя их, системный администратор, будет заранее знать все возможные «скрытые дефекты» и «узкие места» своей системы, для того, чтобы в случае возникновения нештатной ситуации знать, с чем связана проблема с оборудованием или программным обеспечением, повреждена программа или к ошибке привели действия оператора.

Сетевому администратору следует помнить, что с точки зрения пользователей качество работы прикладного программного обеспечения в сети оказывается определяющим. Все прочие критерии, такие как число ошибок передачи данных, степень загруженности сетевых ресурсов, производительность оборудования и т. п., являются вторичными. "Хорошая сеть" - это такая сеть, пользователи которой не замечают, как она работает.

1 Диагностика локальных сетей

1.1 Актуальность создания и использования средств и систем

Несмотря на множество приемов и инструментов обнаружения и устранения неполадок в корпоративных сетях, «почва под ногами» сетевых администраторов все еще остается достаточно зыбкой. Корпоративные сети все чаще включают волоконно-оптические и беспроводные компоненты, наличие которых делает бессмысленным применение традиционных технологий и инструментов, предназначенных для обычных медных кабелей. Вдобавок к нему при скоростях свыше 100 Мбит/с традиционные подходы к диагностике зачастую перестают работать, даже если средой передачи является обычный медный кабель. Однако, возможно, наиболее серьезным изменением в корпоративных сетевых технологиях, с которым пришлось столкнуться администраторам, стал неизбежный переход от сетей Ethernet с разделяемой средой передачи к коммутируемым сетям, в которых в качестве коммутируемых сегментов часто выступают отдельные серверы или рабочие станции.

Правда, по мере осуществления технологических преобразований некоторые старые проблемы решились сами собой. Коаксиальный кабель, в котором выявить электротехнические неисправности всегда было труднее, чем в случае витой пары, становится редкостью в корпоративных средах. Сети Token Ring, главной проблемой которых была их несхожесть с Ethernet (а вовсе не слабость в техническом отношении), постепенно заменяются коммутируемыми сетями Ethernet. Порождающие многочисленные сообщения об ошибках протоколов сетевого уровня протоколы, такие, как SNA, DECnet и AppleTalk, замещаются протоколом IP. Сам же стек протоколов IP стал более стабильным и простым для поддержки, что доказывают миллионы клиентов и миллиарды страниц Web в Internet. Даже закоренелым противникам Microsoft приходится признать, что подключение нового клиента Windows к Internet существенно проще и надежнее установки применявшихся ранее стеков TCP/IP сторонних поставщиков и отдельного программного обеспечения коммутируемого доступа.

Как бы многочисленные современные технологии ни затрудняли выявление неполадок и управление производительностью сетей, ситуация могла бы оказаться еще тяжелее, если бы технология АТМ получила широкое распространение на уровне ПК. Свою положительную роль сыграло и то, что в конце 90-х, не успев получить признание, были отвергнуты и некоторые другие высокоскоростные технологии обмена данными, включая Token Ring с пропускной способностью 100 Мбит/с, 100VG-AnyLAN и усовершенствованные сети ARCnet. Наконец, в США был отклонен очень сложный стек протоколов OSI (который, правда, узаконен рядом правительств европейских стран).

Рассмотри некоторые актуальные проблемы, возникающие у сетевых администраторов предприятий.

Иерархическая топология корпоративных сетей с магистральными каналами Gigabit Ethernet и выделенными портами коммутаторов на 10 или даже 100 Мбит/с для отдельных клиентских систем, позволила увеличить максимальную пропускную способность, потенциально доступную пользователям, как минимум в 10--20 раз. Конечно, в большинстве корпоративных сетей существуют узкие места на уровне серверов или маршрутизаторов доступа, поскольку приходящаяся на отдельного пользователя пропускная способность существенно меньше 10 Мбит/с. В связи с этим замена порта концентратора с пропускной способностью 10 Мбит/с на выделенный порт коммутатора на 100 Мбит/с для конечного узла отнюдь не всегда приводит к значительному увеличению скорости. Однако если учесть, что стоимость коммутаторов в последнее время снизилась, а на большинстве предприятий проложен кабель Категории 5, поддерживающий технологию Ethernet на 100 Мбит/с, и установлены сетевые карты, способные работать на скорости 100 Мбит/с сразу после перезагрузки системы, то становится ясно, почему так нелегко сопротивляться искушению модернизации. В традиционной локальной сети с разделяемой средой передачи анализатор протоколов или монитор может исследовать весь трафик данного сегмента сети.

Рисунок 1.1 - Традиционная локальная сеть с разделяемой средой передачи и анализатором протоколов

Хотя преимущество коммутируемой сети в производительности иногда почти не заметно, распространение коммутируемых архитектур имело катастрофические последствия для традиционных средств диагностики. В сильно сегментированной сети анализаторы протоколов способны видеть только одноадресный трафик на отдельном порту коммутатора, в отличие от сети прежней топологии, где они могли тщательно исследовать любой пакет в домене коллизий. В таких условиях традиционные инструменты мониторинга не могут собрать статистику по всем «диалогам», потому что каждая «переговаривающаяся» пара оконечных точек пользуется, в сущности, своей собственной сетью.

Рисунок 1.2 - Коммутируемая сеть

В коммутируемой сети анализатор протоколов в одной точке может «видеть» только единственный сегмент, если коммутатор не способен зеркально отображать несколько портов одновременно.

Для сохранения контроля над сильно сегментированными сетями производители коммутаторов предлагают разнообразные средства для восстановления полной «видимости» сети, однако на этом пути остается немало трудностей. В поставляемых сейчас коммутаторах обычно поддерживается «зеркальное отображение» портов, когда трафик одного из них дублируется на ранее незадействованный порт, к которому подключается монитор или анализатор.

Однако «зеркальное отображение» обладает рядом недостатков. Во-первых, в каждый момент времени виден только один порт, поэтому выявить неполадки, затрагивающие сразу несколько портов, очень непросто. Во-вторых, зеркальное отражение может привести к снижению производительности коммутатора. В-третьих, на зеркальном порту обычно не воспроизводятся сбои физического уровня, а иногда даже теряются обозначения виртуальных локальных сетей. Наконец, во многих случаях не могут в полной мере зеркально отображаться полнодуплексные каналы Ethernet.

Частичным решением при анализе агрегированных параметров трафика является использование возможностей мониторинга агентов mini-RMON, тем более что они встроены в каждый порт большинства коммутаторов Ethernet Хотя агенты mini-RMON не поддерживают группу объектов Capture из спецификации RMON II, обеспечивающих полнофункциональный анализ протоколов, они тем не менее позволяют оценить уровень использования ресурсов, количество ошибок и объем многоадресной рассылки.

Некоторые недостатки технологии зеркального отображения портов могут быть преодолены установкой «пассивных ответвителей», производимых, например, компанией Shomiti. Эти устройства представляют собой заранее устанавливаемые Y-коннекторы и позволяют отслеживать с помощью анализаторов протокола или другого устройства не регенерированный, а реальный сигнал.

Следующей актуально проблемой, является проблема с особенностями оптики. Администраторы корпоративных сетей обычно используют специализированное оборудование диагностики оптических сетей только для решения проблем с оптическими кабелями. Обычное стандартное программное обеспечение управления устройствами на базе SNMP или интерфейса командной строки способно выявить проблемы на коммутаторах и маршрутизаторах с оптическими интерфейсами. И только немногие сетевые администраторы сталкиваются с необходимостью проводить диагностику устройств SONET.

Что касается волоконно-оптических кабелей, то причин для возникновения возможных неисправностей в них существенно меньше, чем в случае медного кабеля. Оптические сигналы не вызывают перекрестных помех, появляющихся от того, что сигнал одного проводника индуцирует сигнал на другом -- этот фактор наиболее усложняет диагностическое оборудование для медного кабеля. Оптические кабели невосприимчивы к электромагнитным шумам и индуцированным сигналам, поэтому их не требуется располагать подальше от электромоторов лифтов и ламп дневного света, т. е. из сценария диагностики все эти переменные можно исключить.

Сила сигнала, или оптическая мощность, в данной точке на самом деле является единственной переменной, которую требуется измерить при поиске неисправностей в оптических сетях. Если же можно определить потери сигнала на всем протяжении оптического канала, то можно будет идентифицировать практически любую проблему. Недорогие дополнительные модули для тестеров медного кабеля позволяют проводить оптические измерения.

Предприятиям, развернувшим крупную оптическую инфраструктуру и самостоятельно ее обслуживающим, может понадобиться приобрести оптический временный рефлектометр (Optical Time Domain Reflecto-meter, OTDR), выполняющего те же функции для оптического волокна, что и рефлектометр для медного кабеля (Time Domain Reflectometer, TDR). Прибор действует подобно радару: он посылает импульсные сигналы по кабелю и анализирует их отражения, на основании которых он выявляет повреждения в проводнике или какую-либо другую аномалию, и затем сообщает експерту, в каком месте кабеля следует искать источник проблемы.

Хотя различные поставщики кабельных соединителей и разъемов упростили процессы терминирования и разветвления оптического волокна, для этого по-прежнему требуется некоторый уровень специальных навыков, и при разумной политике предприятие с развитой оптической инфраструктурой вынуждено будет обучать своих сотрудников. Как бы хорошо ни была проложена кабельная сеть, всегда существует возможность физического повреждения кабеля в результате какого-либо неожиданного происшествия.

При диагностике беспроводных локальных сетей стандарта 802.11b также могут возникнуть проблемы. Сама по себе диагностика, столь же проста, как и в случае сетей Ethernet на базе концентраторов, так как беспроводная среда передачи информации разделяется между всеми обладателями клиентских радиоустройств. Компания Sniffer Technologies первой предложила решение для анализа протоколов таких сетей с пропускной способностью до 11 Мбит/с, и впоследствии большинство лидирующих поставщиков анализаторов представили аналогичные системы.

В отличие от концентратора Ethernet с проводными соединениями, качество беспроводных клиентских соединений далеко от стабильного. Микроволновые радиосигналы, используемые во всех вариантах локальной передачи, слабы и порой непредсказуемы. Даже небольшие изменения положения антенны могут серьезно сказаться на качестве соединений. Точки доступа беспроводной локальной сети снабжаются консолью управления устройствами, и это часто более действенный метод диагностики, чем посещение клиентов беспроводной сети и наблюдение за пропускной способностью и условиями возникновения ошибок с помощью портативного анализатора.

Хотя проблемы синхронизации данных и установки устройств, возникающие у пользователей персональных цифровых секретарей (PDA), более естественно соответствуют задачам группы технической поддержки, а не обязанностям сетевого администратора, нетрудно предвидеть, что в недалеком будущем многие такие устройства превратятся из отдельных вспомогательных средств, дополняющих ПК, в полноправных сетевых клиентов.

Как правило, операторы корпоративных беспроводных сетей будут (или должны) препятствовать развертыванию чрезмерно открытых систем, в которых любой пользователь, находящийся в зоне действия сети и обладающий совместимой интерфейсной картой, получает доступ к каждому информационному кадру системы. Протокол безопасности беспроводных сетей WEP (Wired Equivalent Privacy) обеспечивает аутентификацию пользователей, гарантию целостности и шифрование данных, однако, как это обычно случается, совершенная система безопасности осложняет анализ причин сетевых неполадок. В защищенных сетях с поддержкой WEP специалисты по диагностике должны знать ключи или пароли, защищающие информационные ресурсы и контролирующие доступ в систему. При доступе в режиме приема всех пакетов анализатор протоколов сможет видеть все заголовки кадров, но содержащаяся в них информация без наличия ключей будет бессмысленной.

При диагностировании туннелированных каналов, которые многие производители называют виртуальными частными сетями с удаленным доступом, возникающие проблемы аналогичны имеющим место при анализе беспроводных сетей с шифрованием. Если трафик не проходит через туннелированный канал, то причину неисправности определить нелегко. Это может быть ошибка аутентификации, поломка на одной из оконечных точек или затор в общедоступной зоне Internet. Попытка использования анализатора протоколов для выявления высокоуровневых ошибок в туннелированном трафике будет пустой тратой сил, потому что содержание данных, а также заголовки прикладного, транспортного и сетевого уровней зашифрованы. Вообще, меры, принимаемые в целях повышения уровня безопасности корпоративных сетей, обычно затрудняют выявление неисправностей и проблем производительности. Межсетевые экраны, proxy-серверы и системы выявления вторжений могут дополнительно осложнить локализацию неполадок.

Таким образом, проблема диагностики компьютерных сетей является актуальной и в конечном счете, диагностирование неисправностей является задачей управления. Для большинства критически важных корпоративных систем, проведение продолжительных восстановительных работ не допустимо, поэтому единственным решением будет использование резервных устройств и процессов, способных взять на себя необходимые функции немедленно после возникновения сбоев. На некоторых предприятиях сети всегда имеют дополнительный резервный компонент на случай сбоя основного, т. е. n х 2 компонентов, где n -- количество основных компонентов, необходимое для обеспечения приемлемой производительности. Если среднее время восстановления (Mean Time To Repair, MTTR) достаточно велико, то может понадобиться еще большая избыточность. Дело в том, что время устранения неисправности предсказать нелегко, а значительные затраты в течение непредсказуемого периода восстановления являются признаком плохого управления.

Для менее важных систем резервирование может оказаться экономически неоправданным, и в этом случае будет целесообразно вкладывать средства в наиболее эффективные инструменты (и в обучение персонала), чтобы максимально ускорить процесс диагностики и устранения неисправностей на предприятии. Кроме того, поддержку определенных систем можно доверить сторонним специалистам, либо привлекая их на предприятие по контракту, либо пользуясь возможностями внешних центров обработки данных, либо обращаясь к провайдерам услуг по сопровождению приложений (Application Service Providers, ASP) или провайдерам услуг управления. Помимо затрат наиболее значительным фактором, влияющим на решение об обращении к услугам сторонних организаций, можно считать уровень компетентности собственного персонала. Сетевые администраторы должны решить, не является ли некоторая конкретная функция настолько тесно связанной со специфическими задачами предприятия, что от стороннего специалиста нельзя будет ожидать более качественного выполнения работы, чем это будет сделано силами служащих компании.

Почти сразу после того, как были развернуты первые корпоративные сети, надежность которых оставляла желать лучшего, производители и разработчики выдвинули концепцию «самовосстанавливающихся сетей». Современные сети, безусловно, надежнее, чем они были в 90-х гг., но не потому, что неполадки стали самоустраняться. Ликвидация сбоев программного обеспечения и аппаратных средств современных сетей все еще требуют вмешательства человека, и в ближайшей перспективе в таком положении дел не предвидится никаких принципиальных изменений. Методы и инструменты диагностики вполне соответствуют современной практике и технологиям, но они еще не достигли такого уровня, который позволил бы значительно сэкономить время сетевых администраторов в их борьбе с неполадками сетей и дефицитом производительности.

1.2 Инструменты диагностики

Ключевой функцией инструмента диагностики является обеспечение визуального представления реального состояния сети. Традиционно поставляемые производителями инструменты визуализации приблизительно соответствуют уровням модели OSI.

Начнем рассмотрение с физического уровня. Для разрешения проблем на этом уровне, а также в электрических или оптических средах передачи данных предназначены кабельные тестеры и такие специализированные инструменты, такие как временные рефлектометры (Time Domain Reflectometers, TDRs). За более чем 15 лет интенсивного развития корпоративных локальных сетей в ответ на потребности профессиональных сетевых интеграторов в кабельных тестерах реализовано множество функций, например выполнение автоматизированных тестовых последовательностей с возможностью печати сертификационных документов на основании результатов тестирования. Хотя сети Ethernet с пропускной способностью 10 Мбит/с допускают некоторые вольности в отношении качества их прокладки, технологии 100BaseT и Gigabit Ethernet с медным кабелем намного капризнее. Как следствие, современные кабельные тестеры достаточно сложны.

В число лидирующих поставщиков кабельных тестеров входят компании Fluke Networks, Microtest, Agilent, Acterna (прежнее название WWG) и Datacom Textron.

Для диагностики проблем на физическом уровне можно использовать следующие средства:

1) Разъем-заглушку (Hardware loopback) - это разъем, замыкающий выходную линию на входную, что позволяет компьютеру передавать данные самому себе. Разъем-заглушка используется при диагностике оборудования.

2) Расширенный тестер кабеля (Advanced cable tester; Cable tester) - специальное средство позволяющее вести мониторинг трафика сети и отдельного компьютера и выявлять определенные виды ошибок, неисправный кабель или сетевую плату.

3) Рефлектометр (Time-domain reflectometer) - устройство, предназначенное для выявления дефектов в кабельных линиях локационным (рефлектометрическим) методом. Рефлектометр посылает по кабелю короткие импульсы и обнаруживает и классифицирует разрывы, короткие замыкания и другие дефекты, также измеряет длину кабеля и его волновое сопротивление и выдает результаты на экран.

4) Тоновый генератор (Tone generator) - прибор, генерирующий в кабеле переменный или непрерывный тоновый сигнал, по которому тоновый определитель проверяет целостность и качество кабеля. Тоновый определитель - прибор, определяющий целостность и качество кабеля, на основе анализа сигналов, испускаемых тоновым генератором.

5) Цифровой вольтметр (Digital voltmeter) - электронное измерительное устройство общего назначения. Вольтметр позволяет измерять напряжение тока, проходящего через резистор, и определять целостность сетевых кабелей.

Для решения проблем канального, сетевого и транспортного уровней традиционным инструментом, который используется сетевыми администраторами, являются анализаторы протоколов (Protocol analyzer). Эти средства занимаются сбором статистики о работе сети и определением частоты ошибок и позволяют отслеживать и записывать состояния объектов сети. Часто имеют в своем составе встроенный рефлектометр.

Недорогие анализаторы обычно создаются на основе серийно выпускаемых портативных ПК с использованием стандартных сетевых карт с поддержкой режима приема всех пакетов. Основной недостаток анализаторов протоколов, состоит в том, некоторые виды неполадок на канальном уровне для них остаются невидимыми. Кроме того, они не позволяют выявить проблемы физического уровня в электрических или оптических кабелях. Вместе с тем, со временем в анализаторах протоколов появилась возможность исследования неполадок прикладного уровня, включая транзакции баз данных.

В число лидирующих поставщиков анализаторов протоколов локальных сетей входят Network Associates/Sniffer Technologies, Shomiti, Acterna (прежнее название WWG), Agilent, GN Nettest, WildPackets и Network Instruments.

Третьим основным диагностическим инструментом наряду с кабельными тестерами и анализаторами протоколов является зонд или монитор. Монитор сети (Network monitor) - программно-аппаратное устройство, которое отслеживает сетевой трафик и проверяет пакеты на уровне кадров, собирающее информацию о типах пакетов и ошибках.

Эти устройства обычно подключаются к сети на постоянной основе, а не только в случае возникновения проблемы и функционируют в соответствии со спецификациями удаленного мониторинга RMON и RMON II. Протокол RMON описывает метод сбора статистической информации об интенсивности трафика, ошибках, а также об основных источниках и потребителях трафика. Данные RMON относятся в первую очередь к канальному уровню, тогда как в стандарте RMON II добавлена поддержка уровней с третьего по седьмой. В протоколе RMON II предусмотрена возможность сбора пакетов или кадров с сохранением их в буфер -- функция, используемая на первом этапе анализа протоколов. С другой стороны, практически любой современный анализатор протоколов собирает больше статистической информации, чем зонд RMON.

Между функциями анализаторов протоколов и зондами RMON нельзя провести четкую границу. Производители анализаторов обычно рекомендуют устанавливать агенты мониторинга и сбора данных по всей большой сети, пользователи же стремятся к тому, чтобы эти распределенные агенты были совместимы с международным стандартом RMON, а не с собственным форматом анализатора. До настоящего времени поставщики зондов RMON по-прежнему продолжают разрабатывать свои собственные протоколы для программного обеспечения декодирования и экспертного анализа, однако инструменты мониторинга и сбора данных, по всей вероятности, будут объединяться. С другой стороны поставщики анализаторов протоколов считают, что их программное обеспечение не предназначено для решения специфических задач RMON, таких, как анализ трафика и составление отчетов о производительности приложений.

Лидирующими поставщиками устройств RMON являются NetScout, Agilent, 3Com и Nortel. Кроме того, производители коммутаторов Ethernet встраивают поддержку основных функций RMON в каждый порт. Можно ожидать, что в современных условиях наиболее эффективным средством мониторинга коммутируемой сети будет использование имеющихся на каждом порте встроенных агентов mini-RMON и дополнение их возможностей системой с полной реализацией функций RMON II или анализатором протоколов с экспертным анализом.

Еще одним инструментом диагностики являются интегрированные диагностические средства. Производители диагностического оборудования объединили функции всех перечисленных традиционных инструментов в портативных устройствах для обнаружения распространенных неисправностей на нескольких уровнях OSI. Например, некоторые из этих устройств осуществляют проверку основных параметров кабеля, отслеживают количество ошибок на уровне Ethernet, обнаруживают дублированные IP-адреса, осуществляют поиск и подключение к серверам Novell NetWare, а также отображают распределение в сегменте протоколов третьего уровня.

В число лидирующих поставщиков интегрированных диагностических инструментов входят Fluke Networks, Datacom Textron, Agilent и Microtest. Компания Fluke несколько лет назад представила продукт OptiView Pro, в котором все компоненты для полномасштабной семиуровневой диагностики объединены в едином портативном устройстве. Фактически Optiview Pro представляет собой ПК под управлением ОС Windows с разъемами под платы расширения, где в дополнение к встроенному анализатору протоколов собственной разработки компании можно установить другой анализатор.

Среди программных средств диагностики компьютерных сетей, можно выделить специальные системы управления сетью (Network Management Systems) - централизованные программные системы, которые собирают данные о состоянии узлов и коммуникационных устройств сети, а также данные о трафике, циркулирующем в сети. Эти системы не только осуществляют мониторинг и анализ сети, но и выполняют в автоматическом или полуавтоматическом режиме действия по управлению сетью - включение и отключение портов устройств, изменение параметров мостов адресных таблиц мостов, коммутаторов и маршрутизаторов и т.п. Примерами систем управления могут служить популярные системы HPOpenView, SunNetManager, IBMNetView.

Средства управления системой (System Management) выполняют функции, аналогичные функциям систем управления, но по отношению к коммуникационному оборудованию. Вместе с тем, некоторые функции этих двух видов систем управления могут дублироваться, например, средства управления системой могут выполнять простейший анализ сетевого трафика.

Экспертные системы. Этот вид систем аккумулирует человеческие знания о выявлении причин аномальной работы сетей и возможных способах приведения сети в работоспособное состояние. Экспертные системы часто реализуются в виде отдельных подсистем различных средств мониторинга и анализа сетей: систем управления сетями, анализаторов протоколов, сетевых анализаторов. Простейшим вариантом экспертной системы является контекстно-зависимая help-система. Более сложные экспертные системы представляют собой так называемые базы знаний, обладающие элементами искусственного интеллекта. Примером такой системы является экспертная система, встроенная в систему управления Spectrum компании Cabletron.

2 Техническое и информационное обеспечение технологий и средств диагностики

2.1 Оборудование для диагностики и сертификации кабельных си с тем

К оборудованию данного класса относятся сетевые анализаторы, приборы для сертификации кабелей, кабельные сканеры и тестеры.

2.1.1 Сетевые анал и заторы

Сетевые анализаторы представляют собой эталонные измерительные инструменты для диагностики и сертификации кабелей и кабельных систем. В качестве примера можно привести сетевые анализаторы компании Hewlett Packard - HP 4195A и HP 8510C.

Сетевые анализаторы содержат высокоточный частотный генератор и узкополосный приемник. Передавая сигналы различных частот в передающую пару и измеряя сигнал в приемной паре, можно измерить затухание и NEXT. Сетевые анализаторы - это прецизионные крупногабаритные и дорогие (стоимостью более $20000) приборы, предназначенные для использования в лабораторных условиях специально обученным техническим персоналом.

2.2.2 Кабельные сканеры

Данные приборы позволяют определить длину кабеля, NEXT, затухание, импеданс, схему разводки, уровень электрических шумов и провести оценку полученных результатов. Цена на эти приборы варьируется от $1"000 до $3"000. Существует достаточно много устройств данного класса, например, сканеры компаний MicrotestInc., FlukeCorp., Datacom TechnologiesInc., Scope CommunicationInc. В отличие от сетевых анализаторов сканеры могут быть использованы не только специально обученным техническим персоналом, но даже администраторами-новичками.

Для определения местоположения неисправности кабельной системы (обрыва, короткого замыкания, неправильно установленного разъема и т.д.) используется метод "кабельного радара", или Time Domain Reflectometry (TDR). Суть этого метода состоит в том, что сканер излучает в кабель короткий электрический импульс и измеряет время задержки до прихода отраженного сигнала. По полярности отраженного импульса определяется характер повреждения кабеля (короткое замыкание или обрыв). В правильно установленном и подключенном кабеле отраженный импульс совсем отсутствует.

Точность измерения расстояния зависит от того, насколько точно известна скорость распространения электромагнитных волн в кабеле. В различных кабелях она будет разной. Скорость распространения электромагнитных волн в кабеле (NVP - nominal velocity of propagation) обычно задается в процентах к скорости света в вакууме. Современные сканеры содержат в себе электронную таблицу данных о NVP для всех основных типов кабелей и позволяют пользователю устанавливать эти параметры самостоятельно после предварительной калибровки.

Наиболее известными производителями компактных кабельных сканеров являются компании MicrotestInc., WaveTekCorp., Scope Communication Inc.

2.2.3 Тестеры кабельных систем

Тестеры кабельных систем - наиболее простые и дешевые приборы для диагностики кабеля. Они позволяют определить непрерывность кабеля, однако, в отличие от кабельных сканеров, не дают ответа на вопрос о том, в каком месте произошел сбой.

Существуют целые классы средств тестирования кабельных систем, появление которых стало возможным благодаря наличию четких стандартов на характеристики компонентов (TIA/EIA568), а также на процедуры и критерии тестирования кабельных линий СКС (TSB-67).

Для удобства кабельные линии разделены на категории в соответствии с их параметрами. Многие из эксплуатируемых кабельных линий относятся к Категории 3 и предназначены для телефонии и передачи данных в диапазоне частот до 16 МГц (например, 10BaseT Ethernet). Однако наибольшее распространение получили кабельные линии Категории 5, гарантирующие передачу сигнала с частотой до 100 МГц. Комитетами стандартизации закончена работа над составлением перечня более жестких требований к параметрам кабельных линий Категории 5 (улучшенная Категория 5 или 5E), Категории 6 (200-250 МГц), Категории 7 (до 600 МГц) с целью повышения надежности передачи.

Большое количество моделей выпускаемых тестеров СКС предназначено для контроля кабельных линий Категорий 3, 5 и 5E (улучшенная Категория 5). Уже появились первые тестеры для проводки Категории 6 (например, LANcat System 6 компании Datacom или OMNIScanner компании Microtest). Однако основной парк тестеров СКС сегодня все же ориентирован на анализ характеристик линий в диапазоне частот до 100-155 МГц. За исключением анализируемого диапазона частот, другие параметры этих тестеров отличаются друг от друга несущественно, так как тестирование выполняется по одним и тем же методикам. Основные отличия заключаются в характеристиках встроенных рефлектометров для проводных линий (максимальная дальность, точность, разрешение, форма представления результата), в пользовательском интерфейсе и удобстве работы, а также в наборе вспомогательных и сервисных функций.

Среди вспомогательных функций могут быть особенно, полезны следующие:

· двустороннее измерение;

· тестирование волоконно-оптических кабелей;

· карта (схема соединения) жил кабеля;

· обнаружение импульсных помех;

· мониторинг трафика ЛВС;

· составление программ тестирования;

· организация разговорного тракта между основным и удаленным модулем;

· встроенный тональный генератор для трассировки и идентификации и др.

Приведенная ниже информация позволит ознакомиться с измеряемыми параметрами кабельной линии и облегчит выбор прибора для конкретных нужд.

Основными электрическими параметрами, от которых зависит работоспособность кабельной линии, являются:

· целостность цепи (connectivity);

· характеристический импеданс (characteristic impedance) и обратные потери (return loss);

· погонное затухание (attenuation);

· переходное затухание (crosstalk);

· задержка распространения сигнала (propagation delay) и длина линии (cable length);

· сопротивление линии по постоянному току (loop resistance);

· емкость линии (capacitance);

· электрическая симметричность (balance);

· наличие шумов в линии (electrical noise, electromagnetic interference).

Рассмотрим эти характеристики подробнее

1) Целостность цепи

Основная задача этого теста - выявить ошибки монтажа соединителей или кроссировки (замыкания, обрывы, перепутанные жилы). Поскольку ошибки подобного рода на практике преобладают, то существует большое количество недорогих приборов, единственной функцией которых является только контроль целостности цепи. Однако полнофункциональные тестеры СКС, как правило, предоставляют более полную информацию о характере ошибки, вплоть до схемы соединения, по которой монтажник может точно идентифицировать дефект.

Рисунок 2.1 - Тестеры СКС

2) Характеристический импеданс (волновое сопротивление)

Поскольку передача данных ведется на высоких частотах, то немаловажную роль имеет импеданс линии, т. е. ее сопротивление переменному току заданной частоты. Роль играет не только величина сопротивления, но и его постоянство по всей линии (кабелю и соединителям) для всего диапазона рассматриваемых частот. Это объясняется тем, что сигнал, отраженный от точек с аномальным импедансом, будет накладываться на основной сигнал и искажать его.

Для кабеля из витых пар импеданс обычно составляет 100 или 120 Ом. Для линий Категории 5 импеданс нормируется для диапазона частот 1-100 МГц и должен составлять 100 Ом v15%.

Основные причины неоднородности импеданса следующие:

Нарушение шага скрутки в местах разделки кабеля около соединителей (максимальное расстояние, на которое жилы могут быть развиты при разделке, - 13 мм);

Дефекты кабеля (повышенное сопротивление жил, пониженное сопротивление изоляции, нарушение шага скрутки);

Неправильная укладка кабеля (применение скоб и хомутов для крепления, малый радиус изгиба, заломы и "барашки" из-за неправильной отмотки);

Некачественная опрессовка соединителей или использование некачественных соединителей.

Аналогичные проблемы возникают на прошедших тестирование линиях при подключении к ее розеткам некачественных (не соответствующих требованиям заданной категории) коммутационных шнуров, переходников или расщепителей линии (сплиттеров).

Оценка влияния, вносимого неоднородностями импеданса, выражается таким параметром, как обратные потери (отношение амплитуды переданного сигнала к амплитуде отраженного в дБ). Если дефект порождает в линии существенную неоднородность импеданса, то обратные потери будут малы, так как большая часть энергии сигнала будет отражена от неоднородности. Так, в случае обрыва или замыкания кабеля обратные потери будут равны 0.

Все полнофункциональные тестеры СКС имеют встроенный рефлектометр для проводных линий с цифровым или графическим отображением результата, с помощью которого место с аномальным импедансом может быть без труда локализовано. Некоторые рефлектометры позволяют вычислять обратные потери для заданного участка линии, что позволяет определить влияние имеющихся на нем неоднородностей на результирующую характеристику линии.

3) Погонное затухание (Attenuation)

Ослабление сигнала при его распространении по линии оценивается затуханием (выраженное в дБ отношение мощности сигнала, поступившего в нагрузку на конце линии, к мощности сигнала, поданного в линию). Затухание сильно увеличивается с ростом частоты, поэтому оно должно измеряться для всего диапазона используемых частот. Для кабеля категории 5 при частоте 100 Мгц затухание не должно превышать 23.6 Дб на 100 м, а для кабеля категории 3, применяемого по стандарту IEEE 802.3 10BASE-T, допустимая величина затухания на сегменте длиной 100 м не должна превышать 11,5 Дб при частоте переменного тока 10 МГц.

4) Переходное затухание

Данный параметр характеризует степень перекрестных наводок сигнала между парами одного кабеля (отношение амплитуды поданного сигнала к амплитуде наведенного сигнала в дБ). Эта характеристика имеет несколько разновидностей, каждая из которых позволяет оценить разные свойства кабеля.

При определении переходного затухания на ближнем конце линии (Near End Cross Talk, NEXT; Power Sum NEXT, PS-NEXT) подача сигнала и измерение производятся с одной стороны линии для всех частот заданного диапазона. В первом случае для проведения измерения в одной паре сигнал подается поочередно на все остальные пары. Именно это измерение и применяется для тестирования кабельных линий Категории 5. Во втором случае тестирование производится по более жестким правилам: сигнал подается сразу на все остальные пары и измеряется суммарное затухание.

Очевидно, что переходное затухание на ближнем конце линии необходимо измерять с обеих ее сторон, так как влияние дефектов на этот параметр будет тем сильнее, чем ближе они расположены к месту измерения. В новых стандартах предполагается проводить и измерение затухания на разных концах линии одновременно.

Функционирование линии будет надежным только тогда, когда переходное затухание велико, а погонное - мало, поэтому оценку качества линии очень удобно производить на основании комбинированного параметра - защищенности на дальнем конце линии (Attenuation to Crosstalk Ratio, ACR; Power Sum ACR, PS-ACR), выраженного как отношение величин погонного затухания и переходного затухания на ближнем конце линии. Фактически этот параметр показывает, насколько амплитуда принимаемого полезного сигнала выше амплитуды шумов для заданной частоты сигнала.

Однако если передача ведется по нескольким парам одновременно (например, 100Base-T4 и 100VG-AnyLAN), то в таких сетях важное значение имеет и уровень переходного затухания на дальнем конце линии (Far-End CrossTalk, FEXT). Поскольку на приемник поступает суперпозиция полезного сигнала, передаваемого по данной паре, и сигнала, наведенного на нее с другой пары, оценка качества линии производится на основании отношения величин полезного сигнала на дальнем конце линии (т. е. с учетом его затухания) и наведенного сигнала - приведенное переходное затухание на дальнем конце линии (Equal-Level Far-End Cross Talk, ELFEXT; Power Sum ELFEXT, PS-ELFEXT).

Удовлетворительное значение переходного затухания косвенно свидетельствует о симметричности линии и, следовательно, об отсутствии излучения витой парой электромагнитных и приема электромагнитных и радиопомех.

5) Задержка распространения сигнала и длина линии

Для надежной работы на высоких скоростях необходимо, чтобы задержка распространения сигнала не превышала заданную и была одинакова для всех пар кабельной линии. Измерение длины кабеля осуществляется в соответствии с принципом рефлектометрии.

Следует отметить, что некоторые системы передачи (например, 100Base-T4 и 100VG-AnyLAN) весьма чувствительны не только к абсолютному значению задержки распространения сигнала, но и к ее разнице (propagation delay skew) для различных пар одной кабельной линии. Такой перекос задержки и, как следствие, необходимость его измерения возникли после того, как некоторые производители стали выпускать кабели с различной изоляцией пар (известные как "2+2" и "3+1").

6) Уровень шумов в линии

Иногда электромагнитные и радиопомехи делают невозможной устойчивую передачу сигнала в линии. Большинство тестеров СКС позволяют измерить уровень шумов для последующего анализа и устранения их причин.

Самые распространенные шумы - это импульсные помехи от расположенного вдоль трассы мощного электрооборудования (моторов, пускорегулирующей аппаратуры, светильников дневного света и т. п.) или силовой проводки к ним. Очень часто для устранения подобной проблемы кабель достаточно переместить на несколько метров в сторону. Гораздо реже работе мешает расположенное поблизости радиопередающее оборудование. Устранение помех в этом случае потребует экранировки кабеля или его укладки в металлических каналах.

Как видно из вышесказанного, подлежащих определению параметров кабельных линий достаточно много, причем они имеют различное значение для тех или иных приложений. Однако и разнообразие приборов для их измерения не менее велико. Самый простой способ не ошибиться при выборе - исходить из потребностей вашей организации и ее планов на ближайшее будущее.

Не все рассмотренные параметры охватываются стандартами СКС. Например, TSB-67 требует для кабельных систем Категории 5 контроля четырех параметров: правильности подключения линии, длины линии, затухания сигнала, переходного затухания на ближнем конце линии. В то же время спецификации некоторых высокоскоростных систем передачи предъявляют и ряд других, более жестких требований к параметрам кабельных линий. Некоторые из них уже включены в новые стандарты, остальные будут включены в ближайшем будущем.

Если компания занимается монтажом, то лучше приобретать прибор с развитыми сервисными функциями для быстрой локализации ошибок монтажа, с возможностью сохранения результатов для последующей передачи на компьютер и формирования протоколов приемочных испытаний. Кроме того, желательно, чтобы приобретенный прибор обеспечивал возможность модернизации заложенной в нем программы в соответствии с требованиями новых стандартов. Затраты на приобретение прибора такого уровня могут оказаться высоки, но окупятся достаточно быстро.

Если же прибор приобретается для обслуживания существующей СКС, то в целях экономии можно ограничиться недорогим устройством для проверки линий СКС требованиям конкретных приложений (10BaseT, 100BaseTX, ATM 155 и т. п.), которые организация использует в настоящее время или собирается использовать в ближайшем будущем.

2. 3 Анализаторы протоколов

В ходе проектирования новой или модернизации старой сети часто возникает необходимость в количественном измерении некоторых характеристик сети таких, например, как интенсивности потоков данных по сетевым линиям связи, задержки, возникающие на различных этапах обработки пакетов, времена реакции на запросы того или иного вида, частота возникновения определенных событий и других характеристик.

Для этих целей могут быть использованы разные средства и прежде всего - средства мониторинга в системах управления сетью, которые уже обсуждались ранее. Некоторые измерения на сети могут быть выполнены и встроенными в операционную систему программными измерителями, примером тому служит компонента ОС Windows Performance Monitor. Даже кабельные тестеры в их современном исполнении способны вести захват пакетов и анализ их содержимого.

Но наиболее совершенным средством исследования сети является анализатор протоколов. Процесс анализа протоколов включает захват циркулирующих в сети пакетов, реализующих тот или иной сетевой протокол, и изучение содержимого этих пакетов. Основываясь на результатах анализа, можно осуществлять обоснованное и взвешенное изменение каких-либо компонент сети, оптимизацию ее производительности, поиск и устранение неполадок. Очевидно, что для того, чтобы можно было сделать какие-либо выводы о влиянии некоторого изменения на сеть, необходимо выполнить анализ протоколов и до, и после внесения изменения.

Анализатор протоколов представляет собой либо самостоятельное специализированное устройство, либо персональный компьютер, обычно переносной, класса Notebook, оснащенный специальной сетевой картой и соответствующим программным обеспечением. Применяемые сетевая карта и программное обеспечение должны соответствовать топологии сети (кольцо, шина, звезда). Анализатор подключается к сети точно также, как и обычный узел. Отличие состоит в том, что анализатор может принимать все пакеты данных, передаваемые по сети, в то время как обычная станция - только адресованные ей. Программное обеспечение анализатора состоит из ядра, поддерживающего работу сетевого адаптера и декодирующего получаемые данные, и дополнительного программного кода, зависящего от типа топологии исследуемой сети. Кроме того, поставляется ряд процедур декодирования, ориентированных на определенный протокол, например, IPX. В состав некоторых анализаторов может входить также экспертная система, которая может выдавать пользователю рекомендации о том, какие эксперименты следует проводить в данной ситуации, что могут означать те или иные результаты измерений, как устранить некоторые виды неисправности сети.

Несмотря на относительное многообразие анализаторов протоколов, представленных на рынке, можно назвать некоторые черты, в той или иной мере присущие всем им:

· Пользовательский интерфейс. Большинство анализаторов имеют развитый дружественный интерфейс, базирующийся, как правило, на Windows или Motif. Этот интерфейс позволяет пользователю: выводить результаты анализа интенсивности трафика; получать мгновенную и усредненную статистическую оценку производительности сети; задавать определенные события и критические ситуации для отслеживания их возникновения; производить декодирование протоколов разного уровня и представлять в понятной форме содержимое пакетов.

· Буфер захвата . Буферы различных анализаторов отличаются по объему. Буфер может располагаться на устанавливаемой сетевой карте, либо для него может быть отведено место в оперативной памяти одного из компьютеров сети. Если буфер расположен на сетевой карте, то управление им осуществляется аппаратно, и за счет этого скорость ввода повышается. Однако это приводит к удорожанию анализатора. В случае недостаточной производительности процедуры захвата, часть информации будет теряться, и анализ будет невозможен. Размер буфера определяет возможности анализа по более или менее представительным выборкам захватываемых данных. Но каким бы большим ни был буфер захвата, рано или поздно он заполнится. В этом случае либо прекращается захват, либо заполнение начинается с начала буфера.

· Фильтры. Фильтры позволяют управлять процессом захвата данных, и, тем самым, позволяют экономить пространство буфера. В зависимости от значения определенных полей пакета, заданных в виде условия фильтрации, пакет либо игнорируется, либо записывается в буфер захвата. Использование фильтров значительно ускоряет и упрощает анализ, так как исключает просмотр ненужных в данный момент пакетов.

· Переключатели - это задаваемые оператором некоторые условия начала и прекращения процесса захвата данных из сети. Такими условиями могут быть выполнение ручных команд запуска и остановки процесса захвата, время суток, продолжительность процесса захвата, появление определенных значений в кадрах данных. Переключатели могут использоваться совместно с фильтрами, позволяя более детально и тонко проводить анализ, а также продуктивнее использовать ограниченный объем буфера захвата.

· Поиск . Некоторые анализаторы протоколов позволяют автоматизировать просмотр информации, находящейся в буфере, и находить в ней данные по заданным критериям. В то время, как фильтры проверяют входной поток на предмет соответствия условиям фильтрации, функции поиска применяются к уже накопленным в буфере данным.

Подобные документы

Сущность и значение мониторинга и анализа локальных сетей как контроля работоспособности. Классификация средств мониторинга и анализа, сбор первичных данных о работе сети: анализаторы протоколов и сетей. Протокол SNMP: отличия, безопасность, недостатки.

контрольная работа , добавлен 07.12.2010


Понятие и структура компьютерных сетей, их классификация и разновидности. Технологии, применяемые для построения локальных сетей. Безопасность проводных локальных сетей. Беспроводные локальные сети, их характерные свойства и применяемые устройства.

курсовая работа , добавлен 01.01.2011


Организация частной сети. Структура незащищенной сети и виды угроз информации. Типовые удаленные и локальные атаки, механизмы их реализации. Выбор средств защиты для сети. Схема защищенной сети с Proxy-сервером и координатором внутри локальных сетей.

курсовая работа , добавлен 23.06.2011


Передача информации между компьютерами. Анализ способов и средств обмена информацией. Виды и структура локальных сетей. Исследование порядка соединения компьютеров в сети и её внешнего вида. Кабели для передачи информации. Сетевой и пакетный протоколы.

реферат , добавлен 22.12.2014


Создание компьютерных сетей с помощью сетевого оборудования и специального программного обеспечения. Назначение всех видов компьютерных сетей. Эволюция сетей. Отличия локальных сетей от глобальных. Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей.

презентация , добавлен 04.05.2012


Теоретические основы организации локальных сетей. Общие сведения о сетях. Топология сетей. Основные протоколы обмена в компьютерных сетях. Обзор программных средств. Аутентификация и авторизация. Система Kerberos. Установка и настройка протоколов сети.

курсовая работа , добавлен 15.05.2007


Характеристика протоколов и методов реализации частных виртуальных сетей. Организация защищенного канала между несколькими локальными сетями через Интернет и мобильными пользователями. Туннель на однокарточных координаторах. Классификация VPN сетей.

курсовая работа , добавлен 01.07.2011


Компьютерные сети и их классификация. Аппаратные средства компьютерных сетей и топологии локальных сетей. Технологии и протоколы вычислительных сетей. Адресация компьютеров в сети и основные сетевые протоколы. Достоинства использования сетевых технологий.

курсовая работа , добавлен 22.04.2012


Назначение и классификация компьютерных сетей. Обобщенная структура компьютерной сети и характеристика процесса передачи данных. Управление взаимодействием устройств в сети. Типовые топологии и методы доступа локальных сетей. Работа в локальной сети.

реферат , добавлен 03.02.2009


Способы коммутации компьютеров. Классификация, структура, типы и принцип построения локальных компьютерных сетей. Выбор кабельной системы. Особенности интернета и других глобальных сетей. Описание основных протоколов обмена данными и их характеристика.